咖啡馆的命运邂逅:两位女性一起剪切生命密码,又一起获得诺奖(3)
2023-05-20 来源:飞速影视
很长一段时间中,研究者们认为RNA的基础功能已经得到了充分的认知,但是人们突然发现,许多小RNA分子在细胞中参与调控基因活性。2006年,詹妮弗·杜德纳在RNA干扰领域的投入为她带来了来自另一个部门同事的电话。
细菌携带着古老的免疫系统
这名同事是一位微生物学家,她告诉了杜德纳一个新的发现:当研究人员将差异较大的细菌以及古生菌(一种微生物)的遗传物质相互比较时,他们发现重复的DNA序列保存得非常完好。相同的编码一遍又一遍地出现,但是在重复的编码区之间,细菌却有着各自不同的独特序列。就好像在一本书中,每一个独特的句子之间都重复着同一个单词。
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点击可看大图丨原图:诺贝尔奖官方网站;翻译:Ryan这些重复编排的DNA序列被称为“规律成簇间隔短回文重复”(clustered regularly interspaced short palindromic repeats),缩写为CRISPR。有趣的是,CRISPR中独特的、非重复的序列,似乎与多种病毒的遗传密码相匹配。因此目前的想法是:这是一种古老的免疫系统中的一部分,可以保护细菌和古生菌免受病毒的侵害。假说认为,如果一种细菌成功地在病毒感染之后存活下来,那么它会在自身基因组中加入一段病毒的遗传密码,作为曾感染过病毒的记录。
杜德纳的同事介绍,目前还无从得知这一切是如何运作的,但是细菌对抗病毒的机制与杜德纳研究的RNA干扰,这两者的相似性却值得考虑。
杜德纳描绘了一个复杂的系统
这一消息引人注目又令人激动。如果细菌确实拥有古老的免疫系统,那么这将是一个重大的发现。这也激发了詹妮弗·杜德纳强烈的研究兴趣,于是她开始尽可能地学习有关CRISPR系统的一切知识。
研究发现,除了CRISPR序列外,还存在一种与CRISPR相关(CRISPR-associated)的特殊基因,简称为Cas。有趣的是,这些基因与编码一些已知蛋白质的基因非常相似,而这些蛋白质专门负责解旋和切割DNA序列。那么Cas蛋白质是否有相同的功能?它们能切割病毒的DNA吗?
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